[实用新型]一种低交叉极化的毫米波微带平板阵列天线

说明书

本实用新型公开一种低交叉极化的毫米波微带平板阵列天线，包括：介质基板，分别设置在所述介质基板正、反面的第一印制微带电路和第二印制微带电路，以及固定于所述介质基板反面、用来馈电的矩形金属波导；所述第一印制微带电路由纵向功分电路、级联于所述纵向功分电路的横向功分电路和与所述横向功分电路连接的辐射矩形贴片单元组成。本实用新型通过设计特定形状的微带功分电路并结合相应的辐射矩形贴片单元，仅使用一层介质基板就实现了高增益微带天线阵列，并有效降低了天线的主极化副瓣包络，压制了传统微带天线阵列的高交叉极化电平。经仿真实验，本实用新型提供的毫米波微带平板阵列天线具有高增益、平面化、低交叉极化、易于量产等优点。

技术领域

本实用新型涉及天线设计领域，具体涉及一种低交叉极化的高增益毫米波微带平板阵列天线。

背景技术

高增益天线是现代无线微波通信的前端，对整体通信质量有重要地影响。传统的高增益微波天线有抛物面天线及卡塞格伦天线、格里高利天线等抛物面天线的变形。然而随着现代通信的精细化、差异化，传统的微波天线已经不能满足一些应用场景。例如，在城市场景中要求高增益天线具备低剖面、平面化的性质以实现整体美观的外观，此时传统的抛物面天线则不能满足需求。

为了降低天线的剖面，实现平面天线阵，可以使用金属波导缝隙天线、开口金属波导天线、印刷阵子天线和微带天线阵天线等。使用金属波导材料的天线具有损耗低，带宽较宽的优点，然而其机加工工艺复杂，生产效率较低，成本高；印刷阵子天线需要支撑结构，组成平面阵列的结构设计较为复杂，不宜应用于对结构误差要求严格的毫米波频段。微带天线阵可以使用平面印制电路(PCB)工艺，其加工精度高且成本较低，适宜应用于毫米波高增益天线的设计和生产。

微带贴片天线阵列的一个缺陷是具有较高的交叉极化，这限制了其在对交叉极化要求严格的场景的应用。为了降低其交叉极化，可以使用缝隙耦合的贴片天线形式，但该方法需要多块介质板层压，提高了加工难度，也增加了成本。

基于上述背景，在实际应用中，亟需一种具有低交叉极化的毫米波微带平板阵列天线，以满足现代通信系统中一些场景对天线高增益、低交叉极化、易于批量生产等特性的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高增益、平面化、低交叉极化、易于量产的毫米波微带平板阵列天线。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种低交叉极化的毫米波微带平板阵列天线，其特征在于，包括：介质基板，分别设置在所述介质基板正、反面的第一印制微带电路和第二印制微带电路，以及固定于所述介质基板反面、用来馈电的矩形金属波导；所述第一印制微带电路由纵向功分电路、级联于所述纵向功分电路的横向功分电路和与所述横向功分电路连接的辐射矩形贴片单元组成。

更为优选的是，所述第二印制微带电路为印制于所述介质基板背面的金属地板，在所述金属底板的正中位置设有矩形缝隙；所述矩形金属波导固定于所述介质基板的中心位置，从所述矩形金属波导馈入的电磁能量通过所述矩形缝隙耦合至所述第一印制微带电路。

更为优选的是，在所述介质基板正面的中心位置设有与所述矩形缝隙对应的输入微带段，在所述输入微带段的上下侧分别连接有两条所述纵向功分电路。

更为优选的是，在每条所述纵向功分电路的外侧级联有若干条所述横向功分电路，所述横向功分电路和所述辐射矩形贴片单元沿所述介质基板的纵向中分线、横向中分线均对称。

更为优选的是，在所述横向功分电路上设有用来耦合激励所述矩形辐射贴片单元的耦合微带段，所述耦合微带段与所述矩形辐射贴片单元之间间隔开、经由缝隙耦合激励。

更为优选的是，在所述耦合微带段的中心设有金属化通孔，所述金属化通孔将所述耦合微带段与所述第二印制微带电路电气连接。

更为优选的是，各级所述横向功分电路之间的间距相等。